Nothing Special   »   [go: up one dir, main page]

JP2005283852A - 液晶表示装置 - Google Patents

液晶表示装置 Download PDF

Info

Publication number
JP2005283852A
JP2005283852A JP2004095952A JP2004095952A JP2005283852A JP 2005283852 A JP2005283852 A JP 2005283852A JP 2004095952 A JP2004095952 A JP 2004095952A JP 2004095952 A JP2004095952 A JP 2004095952A JP 2005283852 A JP2005283852 A JP 2005283852A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
liquid crystal
crystal display
metal
emitting diode
metal film
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2004095952A
Other languages
English (en)
Inventor
Shoji Narita
尚司 成田
Shigenori Ota
繁範 大田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kyocera Corp
Original Assignee
Kyocera Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kyocera Corp filed Critical Kyocera Corp
Priority to JP2004095952A priority Critical patent/JP2005283852A/ja
Publication of JP2005283852A publication Critical patent/JP2005283852A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0066Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form characterised by the light source being coupled to the light guide
    • G02B6/0073Light emitting diode [LED]
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0081Mechanical or electrical aspects of the light guide and light source in the lighting device peculiar to the adaptation to planar light guides, e.g. concerning packaging
    • G02B6/0085Means for removing heat created by the light source from the package
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/1336Illuminating devices
    • G02F1/133615Edge-illuminating devices, i.e. illuminating from the side

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Planar Illumination Modules (AREA)
  • Arrangement Of Elements, Cooling, Sealing, Or The Like Of Lighting Devices (AREA)

Abstract

【課題】
発光ダイオードチップの発光効率低下を抑制するとともに、明るい長寿命の液晶表示ができるLEDバックライトを有する液晶表示装置を提供する。
【解決手段】
液晶表示素子1と導光板21、LEDチップ23が実装されたLED実装基板22からなるLEDバックライト2を有し、LED実装基板22のLEDチップ実装面には、LEDチップが実装される実装金属膜25、前記LEDチップに駆動電流を供給する金属駆動配線26、金属駆動配線26を取り囲むように形成された金属膜パターン27が形成され、LED実装面と対向する面には放熱用金属膜28が形成され、金属膜パターン27と放熱用金属膜28とを接続する金属スルーホール29によって接合されている。
【選択図】 図2

Description

本発明は、液晶表示素子とバックライトとからなる液晶表示装置に関し、特に、バックライトの光源に発光ダイオード(LED)を利用した液晶表示装置に関するものである。
従来、液晶表示装置の表示方式のうち透過型、半透過型の液晶表示装置は、液晶表示素子と該液晶表示素子に透過する光源を供給するバックライトが配置されて構成されている。
一般に、バックライトは、光源と導光板とからなり、光源としてはCFL(冷陰極管)といわれる小型の蛍光管を使用していた。また、導光板は、液晶表示素子側の主面(表面)は、液晶表示素子の表示領域に対向するように対向し、この主面の反対側の主面(裏面)は、光を表面側に拡散・反射する拡散部が形成されて構成されている。そして、冷陰極管である光源は、導光板の端面に配置され、導光板の端面から入射された冷陰極管の光は、導光板内に伝達され、また、裏面側で拡散・反射して導光板の表面側から出射することになり、液晶表示素子の表示領域に供給される。即ち、この冷陰極管は導光板の端面に配置され端面から入光させた冷陰極管の白色光が、導光板のなかたの裏面に設けられた拡散部により導光板面内を均一に拡散され、線光源から面状光源へと変換し利用される。
しかし、このCFLの光源は、放電管の中にHg(水銀)を封入し、放電により励起された水銀から放出される紫外線がCFL管壁の蛍光体にあたり可視光に変換させている。このため、環境面を考慮すると、有害な水銀の使用抑制により、代替光源の使用が求められている。
一方、新たな光源として、点光源という特徴を持つ発光ダイオード(LED)を光源に利用したバックライトが開発された。このLEDを光源としたバックライト(LEDバックライト)は、低価格化と発光効率向上、環境規制に伴い、液晶表示素子のバックライトとして普及しつつある。同時に、液晶表示装置の高輝度化・大型化(表示領域の大型化)に伴い、LED光源を複数構成することの要求がますます高まりを見せている。
従って、高輝度・大型化の液晶表示素子とともに用いられるLEDバックライトとするために、点光源であるLED光源を変換して、均一に発光する面状光源(導光板の表面で均一な光に変換された光源)とする必要があり、たとえば、導光板の裏面の拡散部の材料、構造を制御するとともに、LED光源の指向性に合わせて最適な位置にLED光源を配置する必要がある。
最も大きな課題は、LEDの光源の発光効率である。LEDは最近の改善により発光効率の向上はなされているものの、発光効率は現状で約10%程度であり、残りの90%は熱として放出されることになる。即ち、LEDを光源としたバックライトにおいても、この発生熱がLEDを実装した基板に蓄熱され、基板の温度上昇に伴い、LED自身の発光効率の低下を招くことになる。さらに、この熱がLEDやそのLED実装基板の配線などの破損の原因となる。しかも、バックライトの高輝度化のために、LEDの実装数を増加させると、その発生熱量が増大することから、一層、この発熱を無視することができない。
従来技術、例えば特開2001−75038に開示されているように電源供給端子を有する線状光源用基板であるフレキシブル基板の片面に白色LEDを構造が知られているが、LED光源から発生する熱を放熱し、LED光源の発光効率を低下を防止し、さらにLED光源の損傷を防止する提案はなされてない。
特開2001−75038号
しかし、液晶表示装置に用いられ、液晶表示素子の裏面側に配置されるLEDバックライトは、ポリイミドまたはポリエステルからなるフレキシブル基板又はガラスエポキシからなる絶縁基板の片面上に銅等の金属配線を設け、その配線上にLED光源を実装し、その絶縁基板の裏面(LED光源を実装する面の裏面)を液晶表示装置の筐体または放熱板に面接触載置した構造をしていた。この絶縁基板の熱伝導率が金属材料等に比べ極めて小さく、LEDの光源からの発生熱が該絶縁基板上に蓄熱され、LEDの温度上昇により、LEDの発光効率の低下、さらには、LED光源が損傷するという問題が発生してしまうものであった。
本発明は上述の問題点に鑑みて案出されたものであり、その目的は、LEDバックライトを備えた液晶表示装置において、LED光源をその上に実装するLED実装基板の熱伝導を改善し、LED光源の発生熱を、効率よく基板裏面側に放熱し、さらに、外部に放熱することにより、LED実装基板の蓄熱を低減し、LEDの温度上昇を小さくすることにより、LEDの発光効率低下を抑制するとともに、LEDの損傷を防ぎ、明るい長寿命の液晶表示ができるLEDバックライトを有する液晶表示装置を提供することになる。
本発明の液晶表示装置は、少なくとも表示電極、配向膜を有する一対の透明基板を、互いの表示電極が対向するようにして液晶層を介在させてなる液晶表示素子と、
該液晶表示素子の他方の透明基板に対向するように外部側に配置され、且つ導光板と該導光板に供給される発光ダイオードチップが実装された発光ダイオード実装基板とからなるバックライトとを備えた液晶表示装置において、前記発光ダイオード実装基板の発光ダイオード実装面には、前記発光ダイオードチップが実装される実装金属膜、前記発光ダイオードチップに駆動電流を供給する金属駆動配線、該金属駆動配線を取り囲むように形成された金属膜パターンが形成され、且つ該発光ダイオードチップ実装面と対向する面には放熱用金属膜が形成されるとともに、前記発光ダイオード実装基板の厚み方向に、前記金属膜パターンと前記放熱用金属膜とを接続する金属スルーホールを形成したことを特徴とする。
また、前記実装金属膜は、発光ダイオード実装基板の厚みを方向に形成した金属スルーホールを介して放熱用金属膜に接続されていることを特徴とする。
また、前記発光ダイオード実装基板は前記導光板の端面に配されるとともに、前記発光ダイオード実装基板の導光板面の外側主面と、発光ダイオード実装基板の発光ダイオードチップ実装面と対向する面とが略同一面を形成して、該同一面に反射金属板が配置されていることを特徴とする。
また、前記発光ダイオード実装基板の各金属膜、配線及び金属スルーホールは、銅または銅系金属材料で形成されていることを特徴とする。
さらに、前記液晶表示素子及びバックライトは、Al(アルミニウム)又はMg(マグネシウム)、Fe(鉄)又はそれら金属の合金からなる筐体に収容されているとともに、該筐体は、直接または間接的に放熱用金属膜に接合されていることを特徴とする。
本発明の液晶表示装置では、発光ダイオード(LED)実装基板のLEDチップ実装面(一方主面側)には、LEDチップが実装される実装金属膜と、LEDチップに駆動電流を供給する金属駆動配線と、放熱を目的とした金属膜パターンが形成され、LEDチップ実装面と対向する面(他方主面側)には放熱用金属膜が形成され、LED実装基板の厚み方向に、一方主面側の金属膜パターンと他方主面側の放熱用金属膜とを接続する金属スルーホールを形成している。従って、LEDチップで変換された熱が、一方主面側の金属膜パターンから金属スルーホールを介して他方主面側の放熱用金属膜を伝達されることになり、LEDチップの発生熱を放熱用金属膜に効率よく熱伝導され、放熱させることができる。
これにより、LED実装基板の蓄熱を低減し、LEDチップの温度上昇を小さくすることにより、LEDチップの発光効率低下を抑制するとともに、LEDの損傷を防ぎ、明るい長寿命の液晶表示ができるLEDバックライトを有する液晶表示装置を提供することができる。
しかも、この発熱源であるLEDチップは実装金属膜を実装され、しかもこの実装金属膜は、他方主面側の放熱用金属膜に金属スルーホールを介して接合されている。このため、LEDチップから発熱した熱を最短距で放熱用金属膜に伝達することができる。但し、このLEDチップの形状は非常に小さいものであり、実装金属膜の面積が限られており、直下に形成できる金属スルーホールの数も限られている。このため、実装金属膜を金属膜パターンに接合させて一体的に形成して、実装金属膜の熱を、金属膜パターンに効率よく伝達させて、金属スルーホールの形成に制約のない金属スルーホールを介して、LED実装基板の裏面側に形成した放熱用金属膜に伝達しても構わない。
また、LED実装基板は導光板の端面に並設されるとともに、導光板面の外側主面と、LED実装基板のLEDチップ実装面と対向する面(裏面)とが略同一面になるようにして、この同一面に導光板、LED実装基板に共通となる反射金属板を配置する。このため、反射金属板は、LED実装基板の裏面側の放熱用金属膜に簡単に面接触させることができ、これにより、放熱用基板膜から非常に大面積の反射金属板を介して効率よく外部に放熱することができる。
また、前記発光ダイオード実装基板の各金属膜、配線及び金属スルーホールは、銅または銅系金属材料で形成されていることから、実装基板に比較して熱伝導率がよいため、非常に効率よく放熱させることができる。
また、先の反射金属板や実装基板の他方主面側の放熱用金属薄膜が、液晶表示素子及びバックライトを収容するAl(アルミニウム)又はMg(マグネシウム)、Fe(鉄)又はそれら金属の合金からなる筐体に接合されているため、これにより、液晶表示装置の外部に熱を安定的に放熱することができる。
以下、本発明の液晶表示装置を図面に基づいて詳説する。
図1は、本発明の液晶表示装置の概略断面図を示すものである。図2〜図4は、本発明の液晶表示装置に用いられるLEDバックライトのLED実装基板の概略図であり、図5は、バックライトの要部拡大図である。
本発明の液晶表示装置は、液晶表示素子1、LEDバックライト2及び両者を収容する筐体3とから主に構成されている。
液晶表示素子1は、他方の基板である下部側透明基板11、一方の基板である上部側透明基板12、両透明基板11、12との間には、シール部14によって周囲が囲まれた液晶層13が配置されている。また、下部透明基板11の内面には、例えば、表示電極、配向膜などが形成されており、また、上部透明基板12内面にも表示電極、配向膜が形成されている。尚、図1では下部透明基板の内面の構造物を単に符号15で示し、また、上部透明基板の構造物を単に符号16で示している。
この下部透明基板11の内部構造物を構成する表示電極と上部透明基板12の内部構造物を構成する表示電極は、互いに対向してマトックス状に配列された表示画素領域を形成している。
なお、各表示画素領域を構成する1画素は、たとえば透過型液晶表示装置においては、表示電極が全て透明電極で構成されてバックライト2の光を透過しえる光透光部となり、半透過型液晶表示装置においては、一部が反射金属膜で構成された光反射部と、一部がバックライト2の光を透過しえる光透過部を並設している。即ち、この半透過型液晶表示装置では、表示面側から入射した外部の光を利用して、画素領域の光反射部で反射し表示面側に戻すとともに、また、バックライト2の光を透過させてその光を表示面側に与えている。これにより、外光が強い場合には、反射型モードで表示して、外光が弱い時とには、透過型モードで表示を行っている。
また、下部透明基板11の外面および上部透明基板12の外面には、図では省略しているが、偏光板、位相差フィルム、必要に応じて拡散フィルタが配置されている。
また、カラー表示を達成するために、下部透明基板11の内部構造物15または上部透明基板12の内部構造物16のいずれかの各画素領域に対応したカラーフィルタを形成してもよい。
また、表示駆動方式によっては、下部透明基板11の内部構造物15の各画素領域にスイッチング手段を形成し、画素領域ごとに表示を制御するようにしてもよい。
また、上部透明基板11や下部透明基板12のいずれか一方の基板、たとえば形状の大きい基板、たとえば下部透明基板11の外周領域には、下部透明基板11の内面構造体15のうち表示電極やスイッチング手段に接続する配線パターンを設け、この配線パターンに表示電極やスイッチング手段に所定信号、所定電圧を供給する駆動回路や外部の駆動回路に接続する入力端子を設けても構わない。なお、配線パターンを形成しない側の基板、たとえば、上部透明基板12の表示電極は、両基板11、12間の間隔に配置した導電性フィラーを介して下部透明基板側の配線パターンに接続しても構わない。
下部透明基板11や上部透明基板12は、ガラス、透光性プラスチックなどが例示できる。また、内部構造物15、16をする表示電極は、たとえば透明導電材料であるITOや酸化錫などで形成され、また、反射部を構成すると反射金属膜はアルミニウムやチタンなどで構成されている。また、配向膜はラビング処理したポリイミド樹脂からなる。また、カラーフィルタを形成する場合には樹脂に染料や顔料など添加して、画素領域ごとに赤、緑、青の各色のフィルタを形成し、さらに各フィルタ間や画素領域の周囲を遮光目的で黒色樹脂を用いてもよい。
このような下部透明基板11や上部透明基板12は、シール部14を介して貼り合わせ圧着し、そのシール部14の一部の開口よりネマチック液晶などからなる液晶材を注入し、しかる後に、その注入口を封止する。この貼り合わせに際し、両透明基板11、12に配列した双方の表示電極を両者が直交するようになし、表示電極の交差部分が各画素領域となり、この画素領域が集合して表示領域となる。
このようにして、液晶表示素子1が構成されている。この液晶表示素子1の他方の透明基板である下部基板11の外部側には、LEDバックライト2が配置されている。なお、具体的には、LEDバックライト2は、導光板21と導光板21に供給される発光ダイオードチップ23が実装された発光ダイオード実装基板22とからなっており、導光板21の一方の主面(光が出射される面)が、液晶表示素子1の表示領域に対向するように配置されている。
LEDバックライト2を構成する導光板21は、透明樹脂基板からなり、その樹脂成分中に光散乱部材を含有させても構わない。導光板21の他方の主面には、光が拡散・反射される反射部が形成されている。この反射部は、基板中を伝搬する光を一方主面側に放射させるためのもいであり、他方主面に直接、拡散・反射させるための溝を形成したり、さらに、他主面に拡散・反射機能を有する塗膜を形成したり、さらに、他方主面に反射金属基板を貼附して構わない。
図では、反射金属板24を用いた例を示す。なお、反射金属板24の表面は光散乱の目的で散乱層を形成してもよいし、また、細かな散乱溝を形成しても構わない。また、導光板21の他方主面側に細かな散乱溝を形成しても構わない。
この導光板21の端面部分には、導光板21と並設されるように発光ダイオード実装基板22が配置されている。図1では、たとえば発光ダイオード実装基板22の発光ダイオードチップ23が、導光板21の端面と対向するように配置されている。なお、LED実装基板22の裏面は液晶表示装置の金属筐体30の側面内面に直接接合されている。
また発光ダイオード実装基板22の発光ダイオードチップ23が実装される実装面が導光板1の端面に直交するように配置されたりする。これは、発光ダイオードチップ23の光の指向性を考慮して選択すればよく、導光板21の端面から発光ダイオードチップ23の光が最大限供給できるように配置すればよい。
また、発光ダイオード実装基板22は、ガラス布基材エポキシ樹脂基板やセラミック基板からなり、LED実装面には、LEDチップ23を実装する実装金属膜25、LEDチップに所定駆動電流を供給する金属駆動配線26、金属駆動配線26を取り囲むように形成された金属膜パターン27が形成されている。また、実装面と対向する面、裏面側には、略全面にわたり放熱用金属膜28が形成されている。
さらに、LED実装基板22の厚み方向に、金属膜パターン27と放熱用金属膜28とを接続する複数の金属スルーホール29が形成されている。
実装金属膜25についても、LED実装基板22の厚みを方向に形成した金属スルーホール29を介して放熱用金属膜27に接続されている。
そして、各金属膜25、27、28や配線26、金属スルーホール29は、たとえば銅または銅系金属材料(銅合金や表面に酸化銅で覆われた銅)で形成されている。
なお、発光ダイオード23に供給される所定駆動電流は、金属駆動配線26が実装基板22の端部に延出して、入力端子を構成している。
LEDチップ23は、たとえば実装金属膜25に接着固定され、LEDチップ23の電極が、金属駆動配線26に導電部材を介して接続され、実装基板22上に複数、所定間隔をおいて実装されることになる。ここで、実装金属膜25にLEDチップ23を接着する際には、絶縁性接着剤を用いている。これは、LEDチップ23と不要な短絡を防止するためである。また、LEDチップ23の実装金属膜25に接続する部分が、アース電位の箇所であれば、実装金属膜25、金属スルーホール29、放熱用金属膜28、金属膜パターン27をともにアース電位としておくことが重要である。
このようなLED実装基板22と導光板21との関係には、図1に示すような、LED実装基板22の裏面を金属筐体30に直接接合し、且つLEDチップ23を導光板21の端面に対向させる構造がある。また、別の構造として、図5(a)のように、LED実装基板22の裏面と、導光板21の他方主面と同一面にして、たとえば、導光板21の他方主面に貼付した反射金属板24を延長させて、この反射金属板24の上にLED実装基板22を実装する構造がある。即ち、導光板21の厚みに比較して、LED実装基板22の厚みを薄く設定して、LEDチップ23から発光された光が、導光板21の端面に供給されることが重要である。このとき、反射金属板24と、LED実装基板22の裏面側の放熱用金属膜28とが面接触する。この構造の場合には、LEDチップ23の発光指向性が広いチップが望ましい。
さらに、図5(b)に示すように、導光板21の端面とLED実装基板22の実装面とが互いに対向するように配置するとともに、反射金属板24を延長させて、その先端部分をL字状に屈曲させて、屈曲させた反射金属板24の一部にLED実装基板22の裏面とが面接触するように固定する構造がある。
いずれの場合には、LED実装基板22の裏面に形成された放熱用金属膜28が、実装基板22の以外の部材の金属部材、たとえば、導光板21に貼付けた反射金属板24や装置全体の金属筐体30に、直接または接着材料を介して間接的に面接触して固定されることが重要となる。
これにより、液晶表示素子1の表示情報の視認性を向上させるため、液晶表示装置のバックライト2を駆動(LEDチップ23が点灯駆動)させた時、その発光とともに、発熱が発生する。この発熱された熱は、LED実装基板22の実装面側で発生することになるが、実装金属膜25や実装面側の金属膜パターン27から金属スルーホール29を介して裏面側の放熱用金属膜28に伝わることになる。
したがって、LEDチップ23で発生した熱が基板22に蓄熱されにくくなるため、LEDチップ23の温度上昇を有効に抑えることができる。
しかも、この放熱用金属膜28がLED実装基板22とは別の部材、たとえば反射金属板24や液晶表示装置の金属筐体30に、直接または間接的にLED実装基板22の放熱用金属膜28が面接触するため、これらの反射金属板24や液晶表示装置の金属筐体30がヒートシンクとして作用して、LED実装基板22に蓄積される熱を、外部に有効に放熱されることになり、LEDチップ23の温度上昇を非常に有効に抑えることができる。
これらの作用は、液晶表示素子1の表示領域が大型化して、導光板21の形状が大型化して、大型化した導光板21に十分な光を供給すべく、LED実装基板22に多数のLEDチップ23を形成するようになればなるほど、その効果が非常に大きくなる。
また、金属スルーホール29は、LEDチップ23での発熱を、LED実装基板22の裏面側に伝達する手段として非常に重要である。その金属スルーホールの数は、多いほど有効に働く。しかも、特に放熱のためには実装用金属膜25に金属スルーホール29を設けることは非常に有効である。しかし、実装目的のために形成した実装用金属膜25はその表面の平坦化が求められているので、金属スルーホール29の形成においては、表面形状に影響のないように形成することが望ましい。
実用的には、実装用金属膜25と金属膜パターン27を一体的に形成し、LEDチップ23が実際に実装される領域をさけて、この領域に近接するように、複数の金属スルーホール29を設けることが重要となる。
LED実装基板22のヒートシンクとして作用する金属筐体30の厚みが2mmで、材質がアルミニウムを使用し、LED実装基板22の放熱用金属膜28に面接触するように、ネジ固定した。
ここで各使用材料の熱伝導率は、ガラスエポキシからなるLED実装基板22が0.45W/m・K、金属膜、配線や金属スルーホールであるCuが403W/m・K、金属筐体であるアルミニウムが236W/m・Kである。
LEDチップ23で発光とともに発生する熱は、LEDチップ23の直下に設けられた実装用金属膜25を通し、熱伝導性の極めて高いCuの全面に設けられた金属配線パターン27の全面に拡散されるとともに、さらに、複数の金属スルーホール29を介してLED実装基板22の裏面側に形成した放熱用金属膜28に伝わることになる。
そして、放熱用金属膜28は、アルミニウムからなる金属筐体30に熱伝導されて放熱される。
ここで、LED実装基板22の熱伝導率は金属膜や金属配線パターンや金属スルーホールに比較して、また、ヒーチシンクとして作用する金属筐体30に使用される金属材料に比べ非常に小さいため、熱伝導を改善するためには、実装基板22の厚みを限り無く薄くする方法が有効である。また、金属筐体30としては、アルミニウム、マグネシウム、鉄であってもよい。ちなみに、マグネシウムの熱伝導率は、157W/m・K,鉄の熱伝導率は83.5W/m・Kであり、放熱性が悪い場合は、板厚を増すか、LED実装基板22との面接触部を除き、放熱フィーンを設ければよい。
そして、表示領域の大きさきとして5.7インチサイズの液晶表示素子1を用い、LEDチップ23をLED実装基板22に5個配列実装し、各LEDチップに電流を250mA流し、LED実装基板22の実装面の温度上昇を測定した。その結果、実装面側を25℃以下、実装基板22の裏面側の温度上昇を18℃以下に押さえることができ、LED光源の常温発光効率に比べても2%程度の発光効率低下にとどめることができ、明るい表示が可能となった。
一方では、LED実装基板の実装面側のみに金属配線パターンを形成しただけでは、LED実装基板の温度上昇が大きく、LED実装基板の温度上昇が50℃以上になり、LED光源の発光効率が4%以上低下するとともに、液晶表示装置の使用環境が常温(25℃)と比較し、70℃とするとLED実装基板の温度が120℃以上となり、LED発光素子の損傷も予想される状態になった。
上記実験確認結果から、LED実装基板の熱伝導を改善し、LEDチップ23の発生熱を放熱板へ効率よく、熱伝導放熱させることにより、LED実装基板22の蓄熱を低減し、LEDチップ23の温度上昇を小さくすることにより、LEDチップの発光効率低下を抑制するとともに、LEDチップまたはLEDチップの接続部分での接合の損傷を防ぎ、明るい長寿命の液晶表示装置を実現できる。
本発明の液晶表示装置の概略断面図である。 本発明の液晶表示装置に用いられるLEDバックライトのLED実装基板の断面図である。 本発明の液晶表示装置に用いられるLEDバックライトのLED実装基板の実装面側の概略斜視図である 本発明の液晶表示装置に用いられるLEDバックライトのLED実装基板の裏面側の概略斜視図である (a)は、実装基板の固定構造を示すものであり、(b)は、別の実装基板の固定構造を示すものである。
符号の説明
1・・・・・液晶表示素子
2・・・・・バックライト
21・・・・導光板
22・・・・発光ダイオード(LED)実装基板
23・・・・発光ダイオード(LED)チップ
24・・・・反射金属板
25・・・・実装金属膜
26・・・・金属駆動配線
27・・・・金属膜パターン
28・・・・放熱用金属膜
29・・・・金属スルーホール
30・・・・金属筐体

Claims (5)

  1. 少なくとも表示電極、配向膜を有する一対の透明基板を、互いの表示電極が対向するようにして液晶層を介在させてなる液晶表示素子と、
    該液晶表示素子の他方の透明基板に対向するように外部側に配置され、且つ導光板と該導光板に供給される発光ダイオードチップが実装された発光ダイオード実装基板とからなるバックライトとを備えた液晶表示装置において、
    前記発光ダイオード実装基板の発光ダイオード実装面には、前記発光ダイオードチップが実装される実装金属膜、前記発光ダイオードチップに駆動電流を供給する金属駆動配線、該金属駆動配線を取り囲むように形成された金属膜パターンが形成され、且つ該発光ダイオードチップ実装面と対向する面には放熱用金属膜が形成されるとともに、前記発光ダイオード実装基板の厚み方向に、前記金属膜パターンと前記放熱用金属膜とを接続する金属スルーホールを形成したことを特徴とする液晶表示装置。
  2. 前記実装金属膜は、発光ダイオード実装基板の厚みを方向に形成した金属スルーホールを介して放熱用金属膜に接続されていることを特徴とする請求項1記載の液晶表示装置。
  3. 前記発光ダイオード実装基板は前記導光板の端面に配されるとともに、前記発光ダイオード実装基板の導光板面の外側主面と、発光ダイオード実装基板の発光ダイオード実装面と対向する面とが略同一面を形成して、該同一面に反射金属板が配置されていることを特徴とする請求項1記載の液晶表示装置。
  4. 前記発光ダイオード実装基板の各金属膜、配線及び金属スルーホールは、銅または銅系金属材料で形成されていることを特徴とする請求項1記載の液晶表示装置。
  5. 前記液晶表示素子及びバックライトは、Al(アルミニウム)又はMg(マグネシウム)、Fe(鉄)又はそれら金属の合金からなる筐体に収容されているとともに、該筐体は、直接または間接的に放熱用金属膜に接合されていることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載されている液晶表示装置。
JP2004095952A 2004-03-29 2004-03-29 液晶表示装置 Pending JP2005283852A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004095952A JP2005283852A (ja) 2004-03-29 2004-03-29 液晶表示装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004095952A JP2005283852A (ja) 2004-03-29 2004-03-29 液晶表示装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2005283852A true JP2005283852A (ja) 2005-10-13

Family

ID=35182312

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2004095952A Pending JP2005283852A (ja) 2004-03-29 2004-03-29 液晶表示装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2005283852A (ja)

Cited By (37)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007058005A1 (ja) * 2005-11-16 2007-05-24 Ain Co., Ltd. 配線板の製造方法および配線板
JP2007156490A (ja) * 2005-12-08 2007-06-21 Toppoly Optoelectronics Corp 画像表示システム
JP2007234832A (ja) * 2006-02-28 2007-09-13 Optrex Corp 可撓性配線板および配線収納体
JP2007242617A (ja) * 2006-03-06 2007-09-20 Samsung Electro Mech Co Ltd バックライトユニット
JP2007250255A (ja) * 2006-03-14 2007-09-27 Minebea Co Ltd 面状照明装置
KR100771110B1 (ko) * 2006-02-21 2007-10-29 서울반도체 주식회사 백라이트 유닛 및 이를 포함하는 액정 표시 장치
WO2007139195A1 (ja) 2006-05-31 2007-12-06 Denki Kagaku Kogyo Kabushiki Kaisha Led光源ユニット
JP2008041641A (ja) * 2006-08-03 2008-02-21 Samsung Electronics Co Ltd 発光ユニット、これを有するバックライトアセンブリ及び表示装置
WO2008093440A1 (ja) 2007-01-30 2008-08-07 Denki Kagaku Kogyo Kabushiki Kaisha Led光源ユニット
CN100462814C (zh) * 2007-03-02 2009-02-18 友达光电股份有限公司 光源模块
JP2009094017A (ja) * 2007-10-12 2009-04-30 Hitachi Displays Ltd バックライト装置及び液晶表示装置
JP2009237218A (ja) * 2008-03-27 2009-10-15 Yazaki Corp 液晶表示装置及び車両用表示装置
WO2009143764A1 (en) * 2008-05-27 2009-12-03 Shenzhen New Super-Bright Lcd Display Co., Ltd. Lcd apparatus with heat dissipation arrangements
US7667378B2 (en) 2006-11-14 2010-02-23 Epson Imaging Devices Corporation Illuminating device, electro-optic device, and electronic apparatus
JP2010110938A (ja) * 2008-11-05 2010-05-20 Iwasaki Electric Co Ltd Led照射装置
JP2010165581A (ja) * 2009-01-16 2010-07-29 Casio Computer Co Ltd 光源装置及び表示装置
KR100978045B1 (ko) 2006-03-13 2010-08-26 삼성전자주식회사 액정패널조립체 및 이를 포함하는 액정표시장치
WO2011001711A1 (ja) 2009-07-02 2011-01-06 シャープ株式会社 液晶表示装置
JP2011049069A (ja) * 2009-08-27 2011-03-10 Sharp Corp 光源装置
CN102023410A (zh) * 2009-09-11 2011-04-20 日立民用电子株式会社 液晶显示装置
WO2011049192A1 (ja) * 2009-10-23 2011-04-28 シャープ株式会社 液晶表示装置及びテレビ受信装置
JP2011128637A (ja) * 2009-10-23 2011-06-30 Sharp Corp 液晶表示装置及びテレビ受信装置
US7994430B2 (en) 2006-10-27 2011-08-09 Epson Imaging Devices Corporation Mounting structure, electro-optical device, electronic apparatus, and method of producing the mounting structure
WO2012032599A1 (ja) * 2010-09-07 2012-03-15 Necディスプレイソリューションズ株式会社 液晶パネル用発光素子の冷却構造
JP2012054162A (ja) * 2010-09-02 2012-03-15 Sumitomo Bakelite Co Ltd 光源装置
JP2012054161A (ja) * 2010-09-02 2012-03-15 Sumitomo Bakelite Co Ltd 光源装置
JP2012054160A (ja) * 2010-09-02 2012-03-15 Sumitomo Bakelite Co Ltd 光源装置
US8157430B2 (en) 2007-02-16 2012-04-17 Sharp Kabushiki Kaisha Backlight device and planar display device using the same
WO2013005708A1 (ja) * 2011-07-07 2013-01-10 シャープ株式会社 照明装置、表示装置、及びテレビ受信装置
JP2013157592A (ja) * 2012-01-05 2013-08-15 Canon Components Inc 発光素子実装用フレキシブル回路基板
KR101325794B1 (ko) * 2010-07-12 2013-11-11 삼성전자주식회사 액정패널조립체 및 이를 포함하는 액정표시장치
US8963012B2 (en) 2011-01-17 2015-02-24 Canon Components, Inc. Flexible circuit board
US9232634B2 (en) 2011-01-17 2016-01-05 Canon Components, Inc. Flexible circuit board for mounting light emitting element, illumination apparatus, and vehicle lighting apparatus
CN110364477A (zh) * 2018-03-26 2019-10-22 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 芯片结构及其形成方法
JP2019201141A (ja) * 2018-05-17 2019-11-21 スタンレー電気株式会社 発光機能を備えた光透過プレートおよびその製造方法
CN113534534A (zh) * 2021-07-08 2021-10-22 深圳亿成光电科技有限公司 一种车载tft显示屏背光源结构
CN117096226A (zh) * 2023-08-14 2023-11-21 深圳市思坦科技有限公司 发光结构的制作方法及发光结构

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002118215A (ja) * 2000-10-10 2002-04-19 Toyota Motor Corp 半導体装置
JP2002216525A (ja) * 2001-01-18 2002-08-02 Mitsubishi Electric Corp 面照明装置
JP2004006193A (ja) * 2002-04-04 2004-01-08 Seiko Epson Corp 放熱部材、照明装置、電気光学装置及び電子機器

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002118215A (ja) * 2000-10-10 2002-04-19 Toyota Motor Corp 半導体装置
JP2002216525A (ja) * 2001-01-18 2002-08-02 Mitsubishi Electric Corp 面照明装置
JP2004006193A (ja) * 2002-04-04 2004-01-08 Seiko Epson Corp 放熱部材、照明装置、電気光学装置及び電子機器

Cited By (54)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007058005A1 (ja) * 2005-11-16 2007-05-24 Ain Co., Ltd. 配線板の製造方法および配線板
JP2007156490A (ja) * 2005-12-08 2007-06-21 Toppoly Optoelectronics Corp 画像表示システム
KR100771110B1 (ko) * 2006-02-21 2007-10-29 서울반도체 주식회사 백라이트 유닛 및 이를 포함하는 액정 표시 장치
JP2007234832A (ja) * 2006-02-28 2007-09-13 Optrex Corp 可撓性配線板および配線収納体
US8053804B2 (en) 2006-03-06 2011-11-08 Samsung Led Co., Ltd. Backlight unit equipped with light emitting diodes
US7795635B2 (en) 2006-03-06 2010-09-14 Samsung Led Co., Ltd. Backlight unit equipped with light emitting diodes
JP2007242617A (ja) * 2006-03-06 2007-09-20 Samsung Electro Mech Co Ltd バックライトユニット
JP2010103126A (ja) * 2006-03-06 2010-05-06 Samsung Electro-Mechanics Co Ltd バックライトユニット
KR100978045B1 (ko) 2006-03-13 2010-08-26 삼성전자주식회사 액정패널조립체 및 이를 포함하는 액정표시장치
JP2007250255A (ja) * 2006-03-14 2007-09-27 Minebea Co Ltd 面状照明装置
JP4573128B2 (ja) * 2006-03-14 2010-11-04 ミネベア株式会社 面状照明装置
WO2007139195A1 (ja) 2006-05-31 2007-12-06 Denki Kagaku Kogyo Kabushiki Kaisha Led光源ユニット
JP2008041641A (ja) * 2006-08-03 2008-02-21 Samsung Electronics Co Ltd 発光ユニット、これを有するバックライトアセンブリ及び表示装置
KR101318372B1 (ko) * 2006-08-03 2013-10-16 삼성디스플레이 주식회사 발광 유닛, 이를 갖는 백라이트 어셈블리 및 표시장치
US7994430B2 (en) 2006-10-27 2011-08-09 Epson Imaging Devices Corporation Mounting structure, electro-optical device, electronic apparatus, and method of producing the mounting structure
US7667378B2 (en) 2006-11-14 2010-02-23 Epson Imaging Devices Corporation Illuminating device, electro-optic device, and electronic apparatus
WO2008093440A1 (ja) 2007-01-30 2008-08-07 Denki Kagaku Kogyo Kabushiki Kaisha Led光源ユニット
US8157430B2 (en) 2007-02-16 2012-04-17 Sharp Kabushiki Kaisha Backlight device and planar display device using the same
CN100462814C (zh) * 2007-03-02 2009-02-18 友达光电股份有限公司 光源模块
US8194415B2 (en) 2007-10-12 2012-06-05 Hitachi Displays, Ltd. Backlight device and liquid crystal display device
JP2009094017A (ja) * 2007-10-12 2009-04-30 Hitachi Displays Ltd バックライト装置及び液晶表示装置
JP2009237218A (ja) * 2008-03-27 2009-10-15 Yazaki Corp 液晶表示装置及び車両用表示装置
CN102112906B (zh) * 2008-05-27 2014-01-22 深圳市新超亮特种显示设备有限公司 带有散热结构的lcd设备
WO2009143764A1 (en) * 2008-05-27 2009-12-03 Shenzhen New Super-Bright Lcd Display Co., Ltd. Lcd apparatus with heat dissipation arrangements
US8471997B2 (en) 2008-05-27 2013-06-25 Shenzhen New Super-Bright Lcd Display Co., Ltd. LCD apparatus with heat dissipation arrangements
JP2010110938A (ja) * 2008-11-05 2010-05-20 Iwasaki Electric Co Ltd Led照射装置
JP2010165581A (ja) * 2009-01-16 2010-07-29 Casio Computer Co Ltd 光源装置及び表示装置
WO2011001711A1 (ja) 2009-07-02 2011-01-06 シャープ株式会社 液晶表示装置
JP2011049069A (ja) * 2009-08-27 2011-03-10 Sharp Corp 光源装置
US8497638B2 (en) 2009-08-27 2013-07-30 Sharp Kabushiki Kaisha Light source device
KR101199126B1 (ko) * 2009-08-27 2012-11-09 샤프 가부시키가이샤 광원 장치
CN102023410B (zh) * 2009-09-11 2014-04-30 日立民用电子株式会社 液晶显示装置
CN102023410A (zh) * 2009-09-11 2011-04-20 日立民用电子株式会社 液晶显示装置
JP2011128637A (ja) * 2009-10-23 2011-06-30 Sharp Corp 液晶表示装置及びテレビ受信装置
CN102667591A (zh) * 2009-10-23 2012-09-12 夏普株式会社 液晶显示装置及电视接收装置
CN102667591B (zh) * 2009-10-23 2015-07-01 夏普株式会社 液晶显示装置及电视接收装置
WO2011049192A1 (ja) * 2009-10-23 2011-04-28 シャープ株式会社 液晶表示装置及びテレビ受信装置
JP2011108638A (ja) * 2009-10-23 2011-06-02 Sharp Corp 液晶表示装置及びテレビ受信装置
KR101325794B1 (ko) * 2010-07-12 2013-11-11 삼성전자주식회사 액정패널조립체 및 이를 포함하는 액정표시장치
JP2012054161A (ja) * 2010-09-02 2012-03-15 Sumitomo Bakelite Co Ltd 光源装置
JP2012054162A (ja) * 2010-09-02 2012-03-15 Sumitomo Bakelite Co Ltd 光源装置
JP2012054160A (ja) * 2010-09-02 2012-03-15 Sumitomo Bakelite Co Ltd 光源装置
WO2012032599A1 (ja) * 2010-09-07 2012-03-15 Necディスプレイソリューションズ株式会社 液晶パネル用発光素子の冷却構造
US9057811B2 (en) 2010-09-07 2015-06-16 Nec Display Solutions, Ltd. Cooling structure for light emitting elements for liquid crystal panel
US9232634B2 (en) 2011-01-17 2016-01-05 Canon Components, Inc. Flexible circuit board for mounting light emitting element, illumination apparatus, and vehicle lighting apparatus
US8963012B2 (en) 2011-01-17 2015-02-24 Canon Components, Inc. Flexible circuit board
WO2013005708A1 (ja) * 2011-07-07 2013-01-10 シャープ株式会社 照明装置、表示装置、及びテレビ受信装置
JP2013157592A (ja) * 2012-01-05 2013-08-15 Canon Components Inc 発光素子実装用フレキシブル回路基板
CN110364477A (zh) * 2018-03-26 2019-10-22 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 芯片结构及其形成方法
JP2019201141A (ja) * 2018-05-17 2019-11-21 スタンレー電気株式会社 発光機能を備えた光透過プレートおよびその製造方法
JP7085894B2 (ja) 2018-05-17 2022-06-17 スタンレー電気株式会社 発光機能を備えた光透過プレートおよびその製造方法
CN113534534A (zh) * 2021-07-08 2021-10-22 深圳亿成光电科技有限公司 一种车载tft显示屏背光源结构
CN113534534B (zh) * 2021-07-08 2024-01-05 深圳亿成光电科技有限公司 一种车载tft显示屏背光源结构
CN117096226A (zh) * 2023-08-14 2023-11-21 深圳市思坦科技有限公司 发光结构的制作方法及发光结构

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2005283852A (ja) 液晶表示装置
JP4791462B2 (ja) 液晶表示装置
KR100982706B1 (ko) 표시 장치, 발광 장치, 및 고체 발광 소자 기판
US7545461B2 (en) Liquid crystal display device
JP2006011239A (ja) 液晶表示装置
JP2006011242A (ja) 液晶表示装置
KR101239722B1 (ko) 액정표시장치
JP4683969B2 (ja) 液晶表示装置
JP4968666B2 (ja) バックライト装置及び液晶表示装置
JP4903393B2 (ja) 光源装置、および液晶表示装置
JP4632720B2 (ja) 光源装置、および液晶表示装置
JP2006157003A (ja) 発光ダイオード素子及びこれを用いたバックライトモジュール
CN101500373A (zh) 印刷电路板、背光单元和液晶显示装置
JP4610312B2 (ja) 光源装置およびこれを備えた表示装置
JP4726456B2 (ja) 液晶表示装置
JP2006302581A (ja) 発光ユニットの放熱装置、バックライト装置及び画像表示装置
JP5072186B2 (ja) 液晶表示装置
JP2008181750A (ja) 光源モジュール及び光源装置
JP2008084713A (ja) 光源部品及びこれを備える表示装置
JP2012119436A (ja) Led線状光源およびバックライト
JP4587720B2 (ja) 光源装置およびこれを備えた液晶表示装置
JP4683874B2 (ja) 光源装置、および液晶表示装置
JP4912844B2 (ja) 発光装置、およびこれを用いた表示装置
JP4683875B2 (ja) 光源装置、および液晶表示装置
WO2011077692A1 (ja) 面状光源装置、表示装置及び面状光源装置製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20070213

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20091208

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20100105

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20100301

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20100330